用于电池模块的集流系统、电池模块和车辆的制作方法

本发明涉及用于电池模块的集流系统，更具体地，涉及用于电池模块的集流系统、电池模块和车辆。

背景技术：

可再充电电池或二次电池在各种电子产品中广泛使用。低容量可再充电电池用于为诸如手机、笔记本电脑、计算机和便携式摄像机的小型电子设备供电，而高容量可再充电电池在车辆和航空航天工业中使用。

锂离子电池提供高的能量密度、低的自放电和长的电池循环寿命。锂离子电池在车辆领域以及在便携式电子设备中正变得更受欢迎。

当各个电池的电容量小于电池模块的所需容量时，多个单位电池单元被串联或并联连接以实现诸如用于驱动机动车辆的马达的高输出可再充电电池。

电池模块通过互连单位电池单元的电极端子而形成，并且单位电池单元的数量取决于所需的电量来确定。用于车辆的锂离子电池系统通常通过连接多个电池模块构成。

形成为包括圆柱形电池的电池模块的示例在图1和图2中示出。图1示出了包括正极端子18和负极端子19的圆柱形电池单元1，图2a和图2b分别示出了电池模块2的俯视图和侧剖视图，电池模块2包括多个圆柱形电池单元1、以及连接到圆柱形电池单元1的负极端子19以并联连接电池单元1的负极集流板3，从而实现更高的容量。所有电池单元2的正极端子18可以以类似的方式并联连接到正极集流板(未示出)。

导电的负极集流板或正极集流板还可以连接到电池模块的电接口。同时，多个电池模块可以串联连接，从而达到电池系统所需的系统电压。

然而，在模块中使用包括可燃电解质溶液的多个锂离子电池可能遭受稳定性的风险。因此，在电池制造领域中，重要的是提供热控制系统，其通过有效地排出、释放或分散电池单元中产生的热而将电池模块的温度维持在安全阈值以下。

一个或更多个电池单元中的温度升高可以由局部故障，诸如电池单元的内部短路、电接触故障所产生的热、或相邻电池单元的短路引起。

在这种情况下，如果电池模块的散热不充分，则温度上升可能扩展到相邻的电池单元中，从而引起异常反应。这种异常反应状态的示例是热失控，其可以由严重过热或过充电的锂离子电池单元造成。

当故障电池单元的内部温度超过通常为约150℃的阈值时，升高的温度加速电池单元的放热反应，并导致引起额外的温度上升同时依次释放能量的正反馈情形。

在这种热失控期间，故障单元可以被加热到900℃或更高，并且大量热气可以被释放到电池系统中直到消耗所有可燃材料。也就是，大量的热和气体可以朝向相邻的单元释放，并且相当大量的热可以通过诸如负极集流板或正极集流板的热传导路径扩散。

电池模块中两个相邻电池单元之间的热传导路径包括这两个电池单元的直接物理接触以及通过集流板的热传导。此外，热也可以通过从故障单元释放的热气的对流在短时间内传播。

因为集流板通常具有良好的导热性，所以从故障电池单元释放的大量的热可以通过集流板直接传递到相邻的电池单元。结果，由于从故障单元释放的高温气体以及由集流板传递的热，相邻电池单元的温度过度升高。

与故障单元相邻安置的平稳状态的电池单元可以被加热至150℃或更高，导致热失控，因而整个电池模块中在电池单元之间发生热失控传播。最终，这种热失控传播可以导致电池的烧坏甚至整个车辆的损失。

因此，本发明将提供这样的电池模块，其能够通过克服或减少现有技术的缺点、减少通过集流板传递到相邻电池单元的热、以及在多个电池单元之间适当地分配故障单元的热而防止热失控传播。

背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可以包含不构成在本国已为本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

技术实现要素：

技术问题

本发明的示例性实施方式致力于提供能够防止或抑制相邻电池单元之间的热失控传播的电池模块。

技术方案

本发明的目的是提供用于电池模块的集流系统，该电池模块中两个或更多个集流板以彼此绝缘的状态堆叠并且该电池模块的每个电池单元连接到集流板；还提供包括堆叠的集流系统的电池模块，该集流系统用于将故障单元中产生的热分配到不与故障单元相邻的电池单元；还提供包括这种电池模块的车辆。

本发明的一示例性实施方式提供了一种集流系统，其包括：堆叠为彼此绝缘的第一集流板和第二集流板，其中第一集流板分别通过多个第一连接部连接到第一组的电池单元，第二集流板分别通过多个第二连接部连接到第二组的电池单元，以及其中第一集流板中的两个第一连接部之间的最小距离和第二集流板中的两个第二连接部之间的最小距离大于任何一对相邻连接部之间的距离。

该集流系统还可以包括在第一集流板和第二集流板之间的绝缘层。

第一集流板可以是导电材料的均匀的片。第二集流板可以在与第一连接部对应的位置处包括多个开口(通孔)，以暴露第一集流板的第一连接部。

换言之，第一集流板可以包括与所有连接部之中除第一连接部以外的连接部对应的多个通孔，第二集流板可以包括与除第二连接部以外的连接部对应的多个通孔。

该集流系统还可以包括第三集流板，第三集流板堆叠在第二集流板上且绝缘层在它们之间。第三集流板可以包括与第一集流板的第一连接部和第二集流板的第二连接部对应的多个通孔，以暴露第一连接部和第二连接部。

换言之，第三集流板可以包括与除电连接到第三组的电池单元的第三连接部以外的连接部对应的多个通孔。

该集流系统还可以包括堆叠在第三集流板上的第四集流板、以及堆叠在第三集流板和第四集流板之间的绝缘层。第四集流板可以包括与除第四连接部以外的连接部对应的多个通孔，并且第四集流板可以通过第四连接部电连接到第四组的电池单元。

每个集流板可以包括铝或铜合金的片。每个集流板的厚度可以在0.1mm至2mm的范围内。

绝缘层可以包括热稳定的复合材料，诸如云母基材料、玻璃纤维基材料、硅基材料、气凝胶或陶瓷纤维垫。绝缘层可以具有0.1mm和5mm之间的厚度。集流板和绝缘层可以接合在一起以形成一个刚性复合体。

至少两个集流板可以在连接点处彼此电连接。连接点可以位于电池模块的高电流接口附近。所有集流板可以在连接点处彼此电连接。

在这种情况下，所有电池单元组可以并联连接。或者，一对集流板可以在两个或更多个空间上分开的连接点处彼此电连接。在这种情况下，电池单元的组可以串联连接。

连接点可以相对于相邻电池单元位于距离d处，并且距离d大于同一组的两个电池单元之间的最小距离s。连接点可以位于集流板的延长线上。

连接点可以形成在集流板之间没有提供绝缘层的部分处。集流板通过冲压等被预先形成以在连接点处彼此接触。通过用螺栓或螺柱将集流板焊接在一起，可以在连接点处实现良好的电接触。

本发明的一示例性实施方式提供了一种电池模块，其包括多个电池单元及集流系统，所述多个电池单元具有正极端子和负极端子并至少被分成第一组和第二组，该集流系统包括彼此绝缘的第一集流板和第二集流板中的至少一个。

第一组的电池单元可以电连接到对应的第一集流板的相应第一连接部，第二组的电池单元可以电连接到对应的第二集流板的相应第二连接部，连接到第一集流板和第二集流板中的任何一个的两个电池单元之间的最小距离可以大于电池模块中的两个相邻电池单元之间的距离。

电池模块还可以包括第二集流系统，该第二集流系统中至少第一集流板和第二集流板被堆叠为彼此绝缘，第一组中的每个电池单元的负极端子和正极端子中的一个可以电连接到提供在第一集流系统中的第一集流板的第一连接部，并且所述负极端子和所述正极端子中的另一个可以电连接到第二集流系统的第一集流板。

第二组中的每个电池单元的负极端子和正极端子中的一个可以电连接到提供在第一集流系统的第二集流板中的第二连接部，并且所述负极端子和所述正极端子中的另一个可以电连接到提供在第二集流系统中的第二集流板的第二连接部。

电池单元可以设置成六边形或矩形图案。第一组和第二组的电池单元可以通过至少一个连接点并联或串联连接。

本发明的一示例性实施方式提供了一种车辆，其包括电池模块，该电池模块包括多个电池单元和集流系统，所述多个电池单元被分成第一组和第二组，集流系统包括彼此绝缘的第一集流板和第二集流板。

第一组中的电池单元可以通过相应的第一连接部电连接到第一集流板，第二组中的电池单元可以通过相应的第二连接部电连接到第二集流板。

连接到第一集流板和第二集流板中的任何一个的两个电池单元之间的最小距离可以大于电池模块中的两个相邻电池单元之间的距离。

相邻电池单元可以电连接到彼此绝缘的不同集流板，使得由故障单元产生的热被分散到比提供有单个集流板的现有电池模块更宽的区域。因此，每个电池单元的温度可以被保持在阈值温度以下，从而防止热失控传播。

有益效果

如上所述，本发明的实施方式将电池单元的热分散在宽的区域中，以将每个电池单元的温度保持在临界温度以下并防止热失控传播。

附图说明

图1示意性地示出了圆柱形电池单元。

图2a示出了电池模块的俯视图。

图2b示出了沿图2a所示的虚线截取的剖视图。

图3a示出了根据本发明的第一示例性实施方式的包括集流系统的电池模块的俯视图。

图3b示出了沿图3a所示的虚线截取的剖视图。

图4a至图4c示出了图3a至图3b所示的集流系统的第一集流板、第二集流板和第三集流板的俯视图。

图5a示出了根据本发明的第二示例性实施方式的包括集流系统的电池模块的俯视图。

图5b示出了沿图5a所示的虚线截取的剖视图。

图6示出了根据本发明的第三示例性实施方式的包括集流系统的电池模块的俯视图。

图7a示出了沿图6所示的线a-a截取的剖视图。

图7b示出了沿图6的线b-b截取的剖视图。

图8a至图8e分别示出了根据本发明的第三示例性实施方式的第一集流板、第一绝缘层、第二集流板、第二绝缘层和第三集流板的顶视图。

图9a示出了根据本发明的第四示例性实施方式的包括集流系统的电池模块的俯视图。

图9b示出了沿图9a所示的虚线截取的剖视图。

图10a至图10d分别示出了根据本发明的第四示例性实施方式的第一集流板、第二集流板、第三集流板和第四集流板的顶视图。

具体实施方式

在以下详细描述中，仅仅经由图示显示并描述了本发明的仅某些示例性实施方式。

本领域技术人员将认识到，所描述的实施方式可以以各种不同的方式修改，所有方式均不背离本发明的精神或范围。因此，附图和描述将被认为本质上是说明性的而非限制性的。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。

在本说明书中，将省略对于相同构成元件多余的描述。

在本说明书中，将理解，当一部件被称为“连接”或“联接”到另一部件时，它可以直接连接或联接到所述另一部件，或者连接或联接到所述另一部件且另外的部件介于其间。在本说明书中，将理解，当一个部件被称为“直接连接或联接”到另一部件时，它可以连接或联接到所述另一部件且没有另外的部件介于其间。

还将理解，这里使用的术语仅是出于描述特定实施方式的目的，不旨在限制本发明。

单数形式将包括复数形式，除非上下文清楚地另行指示。

还将理解，本说明书中使用的术语“包括”或“具有”指明所陈述的特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合的存在，但不排除一个或更多个另外的特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合的存在或添加。

此外，当在此使用时，术语“和/或”包括项目的任何多个组合或者多个所列举项目中的任何项目。在本说明书中，“a或b”可以包括“a”、“b”或“a和b”。

图3a和图3b分别示出了根据本发明的第一示例性实施方式的包括排列成六边形形式的电池及集流系统5的电池模块4的顶视图和剖视图。电池模块4包括如图1所示的多个电池单元1。

可再充电电池单元包括：电极组件，包括正极、负极和插置在正极与负极之间的隔板；容纳电极组件的壳体；正极端子18，在壳体外部延伸以电连接到正极；以及负极端子19，在壳体外部延伸以电连接到负极。

电解质溶液被注入到壳体中，以使电池能够通过正极、负极和电解质溶液的电化学反应充电和放电。电解质溶液可以由诸如ec、pc、dec、emc和emc的有机溶剂以及诸如lipf6或libf4的锂盐形成。电解质溶液可以呈液态、固态或凝胶态。

壳体可以由诸如铝的金属形成。或者，可以提供包括氧化物、硫化玻璃(li2o、li2s)、陶瓷玻璃(lagp、lips)、陶瓷(llzo)等或者由氧化物、硫化玻璃(li2o、li2s)、陶瓷玻璃(lagp、lips)、陶瓷(llzo)等构成的固体电解质。

壳体可以是如图1所示的圆柱形，但不限于此，并且可以取决于电池的用途等具有矩形形状。而且，可以提供构造为在电池单元内的预定压力下打开的排气构件。

根据第一示例性实施方式，电池单元可以排列为在电池模块4中具有六边形图案。电池模块4中的电池单元被分成三个组1a、1b和1c，使得属于同一组的单元彼此不相邻。

根据第一示例性实施方式，集流系统5对应于包括三个单独的集流板3a、3b和3c的堆叠。第一集流板3a包括与第一组1a的电池单元电连接到第一集流板3a的位置对应的多个第一连接部17a。

第二集流板3b包括与第二组1b的电池单元电连接到第二集流板3b的位置对应的多个第二连接部17b。第三集流板3c包括与第三组1c的电池单元电连接到第三集流板3c的位置对应的多个第三连接部17c。

第一集流板3a是设置得离电池模块4的电池单元最远的最外侧的集流板。第二集流板3b设置在第一集流板3a上，并且第三集流板3c设置在第二集流板3b上。

第三集流板3c是面对电池模块4的内部，即电池单元1a、1b和1c的最内侧的集流板。第一集流板3a、第二集流板3b和第三集流板3c彼此绝缘。为此目的，第一绝缘层(未示出)可以提供在第一集流板3a和第二集流板3b之间，第二绝缘层(未示出)可以提供在第二集流板3b和第三集流板3c之间。

绝缘层可以由诸如云母基底、玻璃纤维基底或硅基底的热稳定复合材料或者诸如气凝胶或陶瓷纤维垫的绝缘材料制成。或者，集流板可以通过在相邻集流板之间形成间隙而彼此绝缘。

绝热层的厚度可以是0.1mm或更大，以有效地防止从一个集流板到另一个集流板的热传导，并且可以不超过5mm以允许集流系统的总厚度和电池模块的尺寸不过度增大。

图4a示出了第一集流板3a的俯视图，第一集流板3a对应于集流系统5的最外侧的板并形成为包括由导电材料形成的一个层。例如，第一集流板3a可以是由铜或铝合金形成的片。诸如镍的保护涂层可以额外地涂覆在第一集流板3a上。

第一集流板3a是没有开口或通孔的均匀的片，第二集流板3b和第三集流板3c形成有通孔6b和6c。

图4b示出了第二集流板3b的俯视图，第二集流板3b具有与第一集流板3a上的第一连接部17a对应的通孔6b，并且第一组1a的电池单元连接到第一集流板3a。

图4c示出了第三集流板3c的俯视图，第三集流板3c包括与第一连接部17a和第二连接部17b对应的通孔6c。通孔6b和6c形成为大于每个电池单元的剖面，使得它们足够大以插入电池单元1a和1b。

第一绝缘层具有与第二集流板3b中相同的通孔6b，第二绝缘层具有与第三集流板3c中相同的通孔6c。然而，本发明不限于此，可以提供具有与相邻集流板不同的通孔图案的绝缘层。

第一组1a的电池单元插入到第二集流板3b和第三集流板3c的与第一连接部17a对应的通孔6b和6c中，并且电连接到第一集流板3a以对应于第一连接部17a。

例如，电池单元可以通过焊接、钎焊或导电粘合剂固定到第一连接部17a。第一连接部17a被设置使得第一组1a的两个电池单元之间的最小距离s大于电池模块4中两个相邻电池单元之间的距离。

类似地，第二组1b的电池单元插入到第三集流板3c的与第二连接部17b对应的通孔6c中，并且电连接到第二集流板3b以对应于第二连接部17b。最后，第三组1c的电池单元电连接到第三集流板3c以对应于第三连接部17c。

此外，对于第二组1b和第三组1c，同一组中的两个电池单元之间的最小距离s大于电池模块4中两个相邻电池单元之间的距离。

第一组1a的电池单元的负极端子19电连接到第一集流板3a。类似地，第二组1b的电池单元的负极端子19可以电连接到第二集流板3b，并且第三组1c的电池单元的负极端子19可以电连接到第三集流板3c。

然而，本发明不限于此，正极端子18可以连接到集流板。此外，为了分别并联连接正极端子18和负极端子19，电池模块4可以包括分别连接到正极端子18和负极端子19的两个集流系统。

第一集流板3a、第二集流板3b和第三集流板3c通过第一绝缘层和第二绝缘层彼此热绝缘和电绝缘。第一至第三集流板3a、3b和3c可以在位于集流板3a、3b和3c的延长线上的连接点(未示出)处电连接，所述连接点上没有形成绝热层。

集流板通过冲压等预先形成，以在连接点处彼此接触。良好的电接触可以通过用螺栓或螺柱将集流板焊接在一起而实现。连接点可以位于电池模块的高电流端子附近。

因此，所有电池单元组1a、1b和1c可以并联电连接。例如，第一至第三集流板3a、3b和3c可以在与集流系统5分离的连接点处彼此电连接。集流板可以通过金属线互连。

连接点和集流系统5之间的距离可以是同一组的两个电池单元之间的最小距离s的至少50％。优选地，连接点和相邻电池单元之间的距离大于同一组的两个电池单元之间的最小距离s。

因此，即使当一定量的热可以通过连接点从一个集流板传递到另一个集流板时，与在如图2所示的单个集流板中的相邻电池单元之间传递的热的量相比，通过空间上分离的连接点传递的热的量极大大减少。

在本发明的一示例性实施方式中，电池模块4中的每个电池单元仅在多个集流板3a、3b和3c中的一个中电连接和热连接，以防止两个相邻电池单元连接到同一集流板。

因为两个相邻电池单元彼此不直接电连接，所以可以使通过两个相邻电池单元之间的集流板的热传导路径最小化。

结果，故障单元中产生的热通过连接到故障单元的集流板传递到属于同一组的其它电池单元，并且因为集流板3a、3b和3c彼此绝缘，所以在不同集流板之间的热传递被抑制或减少。

因为每个集流板将具有比两个相邻单元之间的距离大的最小距离s的电池单元连接，所以如果电池单元中的一个进入热失控，则与传统的电池模块相比，从处于热失控状态的故障单元释放的热传递到具有至少最小距离s的距离的更宽区域。

根据本示例性实施方式，在电池模块中，最靠近故障单元相邻设置的单元可以在直接接触从故障单元释放的热以及高温气体的同时，吸收从故障单元释放的一些热，但是从故障单元释放的一些热可以通过连接到故障单元的集流板分配到更远离故障单元(离开至少最小距离s)的电池单元。

因此，两个单元之间的总的热交换量减少，并且热在电池模块的电池单元之间更均匀地分配，因而处于平稳状态的每个电池单元消耗由故障单元产生的热的一小部分。

当平稳单元中消耗的热的量足够小时，平稳状态单元的温度可以始终保持在低于150℃，从而防止热失控传播。结果，可以大大降低电池系统的火灾风险并且可以保持安全状态。

此外，可以额外使用冷却系统以将电池模块内产生的热消散到电池模块的外部。

图5a和图5b示出了本发明的另一示例性实施方式，其中电池单元排列成正交形式。图5a和图5b分别示出了根据本发明的第二示例性实施方式的包括集流系统15的电池模块10的顶视图和剖视图。

在本示例性实施方式中，电池单元被分成两个组11a和11b，并且集流系统15被构造为包括一个堆叠在另一个上同时绝缘的两个集流板13a和13b。最外侧的第一集流板13a被提供成没有开口或通孔的均匀的片，第二集流板13b中形成通孔。

第一组11a的电池单元插入到第二集流板13b的通孔中，从而电连接到第一集流板13a以对应于第一连接部17a'。第二组11b的电池单元电连接到第二集流板13b以对应于第二连接部17b'。

第一连接部17a'和第二连接部17b'设置成格子图案(棋盘图案)，并且同一组的两个电池单元之间的最小距离s'大于电池模块10中两个相邻电池单元之间的距离。

因此，尽管第二示例性实施方式与第一示例性实施方式不同在于集流板的数量和通孔分布，但是单个集流板和绝缘层的特性与图3a、图3b和图4a至图4c所示的第一示例性实施方式中描述的内容基本相同。

在图3b和图5b所示的示例性实施方式中，集流系统5或15连接到负极端子19，使得不同组的电池单元被分离以彼此绝缘，但本发明不限于此，集流系统可以连接到电池单元的正极端子18。

此外，电池模块可以包括图3b或图5b所示的两个集流系统，以并联连接正极端子且并联连接负极端子，从而将属于不同组的电池单元的正极端子和负极端子分开。

在本发明的一示例性实施方式中，可以使用另外的电配置。例如，电池单元的正极端子和负极端子可以交替地连接到集流板。

图6、图7a和图7b示出了根据本发明的另一示例性实施方式的包括排列成六边形形状的电池单元的电池模块。图6示出了根据本发明的第三示例性实施方式的包括第一集流系统35a和第二集流系统35b的电池模块30的俯视图。

图7a和图7b分别示出了沿图6的线a-a和线b-b截取的剖视图。在本示例性实施方式中，第一集流系统35a和第二集流系统35b的每个包括堆叠为彼此绝缘的三个集流板35a。

第一集流系统35a包括第一集流板33a、第二集流板33b和第三集流板33c，第二集流系统35b包括第四集流板33a'、第五集流板33b'和第六集流板33c'。与图3b的第一示例性实施方式类似，电池单元被分成三个组31a、31b和31c，这里将省略对第一组电池单元、第二组电池单元和第三组电池单元的详细描述。

根据第三示例性实施方式，电池单元的正极端子和负极端子交替地连接到第一集流板35a和第二集流板35b。例如，第一组31a和第三组31c的电池单元的正极端子可以连接到第一集流系统35a，并且第一组31a和第三组31c的电池单元的负极端子可以连接到第二集流系统35b，而第二组31b的电池单元的负极端子可以连接到第一集流系统35a，并且第二组31b的电池单元的正极端子可以连接到第二集流系统35b。然而，本发明不限于此，并且可以反映另外的电配置。

在本示例性实施方式中，不是所有的电池单元可以并联连接，仅同一组的电池单元可以通过对应的集流板并联连接，而第一至第三组的电池单元可以串联连接。

因此，构成第一集流系统35a的第一至第三集流板33a、33b和33c不是通过一个连接点彼此连接。而是，用于连接第二集流板33b和第三集流板33c的第一连接点71提供在第一集流系统35a中，用于连接第四集流板33a'和第五集流板33b'的第二连接点72提供在第二集流系统35b中。

第一组31a的电池单元连接在第一集流板33a和第四集流板33a'之间，并且第四集流板33a'通过第二连接点72连接到第五集流板33b'。

第二组31b的电池单元连接在第五集流板33b'和第二集流板33b之间，并且第二集流板33b通过第一连接点71连接到第三集流板33c。

第三组31c的电池单元连接在第三集流板33c和第六集流板33c'之间。

此外，电池模块30的正极端子接片81连接到第一集流板33a，电池模块30的负极端子接片82连接到第六集流板33c'。因此，电池单元的三个组31a、31b和31c在正极端子接片81和负极端子接片82之间串联连接。

图8a至图8e分别示出了第一集流板33a、设置在第一集流板33a和第二集流板33b之间的第一绝缘层34a、第二集流板33b、设置在第二集流板33b和第三集流板33c之间的第二绝缘层34b、以及第三集流板33c。

根据本实施方式，第一至第三集流板33a、33b和33c的通孔不同于图4a至图4c所示的通孔。具体地，图8a所示的第一集流板33a具有与除去第一集流板33a的第一连接部37a以外的连接部37b和37c对应的多个第一通孔36a，并且第一组31a的电池单元连接到第一集流板33a。

图8c示出了第二集流板33b的俯视图，第二集流板33b包括与除去第二集流板33b的第二连接部37b以外的连接部37a和37c对应的多个第二通孔36b，并且第二组31b的电池单元连接到第二集流板33b。

图8e示出了第三集流板33c的俯视图，第三集流板33c包括与除去第三集流板33c的第三连接部37c以外的连接部37a和37b对应的多个第三通孔36c，并且第三组31c的电池单元连接到第三集流板33c。

图8b和图8d分别示出了第一绝热层34a和第二绝热层34b的顶视图。第一绝缘层34a和第二绝缘层34b包括与所有连接部37a、37b和37c对应的第一通孔和第二通孔，从而在第一集流系统35a中向连接部37a、37b和37c的每个仅提供一个集流板，并且第一绝缘层34a和第二绝缘层34b提供在不同连接部37a、37b和37c的集流板区域之间。

而且，通孔可以与第一连接点71的位置和电池模块30的正极端子接片81的位置相对应地提供在第一集流板33a、第二集流板33b和第三集流板33c以及第一绝缘层34a和第二绝缘层34b中。

第四至第六集流板33a'、33b'和33c'以及其间的绝缘层可以具有与第一集流系统中的集流板相似的结构，第四至第六集流板33a'、33b'和33c'在与相应连接部对应的区域中包括多个通孔，并且每个绝缘层包括与所有连接部、第二连接点72和电池模块30的负极端子接片82的位置对应的多个通孔。

根据第三示例性实施方式，在集流系统35a和35b的每个中可以向所有连接部37a、37b和37c仅提供一个集流板，从而使相邻集流板之间的接触面积最小化并增加到达电池模块外部的热消散。因此，电池模块的安全性得到提高。

尽管第一示例性实施方式和第二示例性实施方式分别涉及包括三个集流板和两个集流板的集流系统，但本发明不限于此，可以提供包括四个或更多个集流板的集流系统。因此，可以使用除六边形布置和格子状布置(棋盘布置)之外的布置，只要它们不脱离本发明的范围。

图9a和图9b以及图10a至图10d示出了本发明的另一示例性实施方式，其中每个都具有四个集流板的电池单元排列成正交形式。

图9a和图9b分别示出了根据本发明的第四示例性实施方式的包括第一集流系统25a(上部)和第二集流系统25b(下部)的电池模块20的顶视图和剖视图。在本示例性实施方式中，电池单元被分成四个组21a、21b、21c和21d，并且第一集流系统25a和第二集流系统25b包括堆叠为彼此绝缘的四个集流板。

图10a至图10d分别示出了构成第一集流系统25a的第一集流板23a、第二集流板23b、第三集流板23c和第四集流板23d的俯视图。

图10a示出了第一集流板23a的俯视图，第一集流板23a设置在第一集流系统25a的最外侧并被构造成单层，该单层由导电材料形成并具有与除去第一集流板23a上的第一连接部27a以外的第二连接部27b、第三连接部27c和第四连接部27d对应的多个第一通孔26a。第一组21a的电池单元连接到第一集流板23a。

根据图9b所示的示例性实施方式，第一组21a的电池单元的正极端子18连接到第一集流板23a，但本发明不限于此。

图10b示出了第二集流板23b的俯视图，第二集流板23b具有与除去第二集流板23b上的第二连接部27b以外的第一连接部27a、第三连接部27c和第四连接部27d对应的多个第二通孔26b。

第二组21b的电池单元连接到第二集流板23b。根据本示例性实施方式，第二组21b的电池单元的负极端子19连接到第二集流板23b，但本发明不限于此。

图10c示出了第三集流板23c的俯视图，第三集流板23c具有与除去第三集流板23c上的第三连接部27c以外的第一连接部27a、第二连接部27b和第四连接部27d对应的多个第三通孔26c。

第三组21c的电池单元连接到第三集流板23c。根据本示例性实施方式，第三组21c的电池单元的正极端子18连接到第三集流板23c。

图10d示出了第四集流板23d的俯视图，第四集流板23d具有与除去第四集流板23d上的第四连接部27d以外的第一连接部27a、第二连接部27b和第三连接部27c对应的多个第四通孔。

第四组21d的电池单元连接到第四集流板23d。根据本示例性实施方式，第四组21d的电池单元的负极端子19连接到第四集流板23d。

绝缘层可以提供在相邻的集流板之间，并且可以包括与第一至第四连接部27a、27d、27c和27d对应的通孔。第一至第四集流板23a、23b、23c和23d被设置使得同一组的两个电池单元之间的最小距离s大于电池模块20中相邻电池单元之间的距离。

根据第四示例性实施方式，电池单元的第一至第四组21a、21b、21c和21d串联连接。具体地，用于连接第二集流板23b和第三集流板23c的第一连接点71'形成在第一集流系统25a中。

第二连接点72'和第三连接点73'提供在第二集流系统25b中。第二连接点72'将第二集流系统25b的第一集流板23a'电连接到第二集流系统25b的第二集流板23b'，第三连接点73'将第二集流系统25b的第三集流板23c'电连接到第二集流系统25b的第四集流板23d'。

此外，电池模块20的正极端子接片81电连接到第一集流系统25a的第一集流板23a，电池模块20的负极端子接片82电连接到第一集流系统25a的第四集流板23d。

第一组21a的电池单元连接在第一集流系统25a的第一集流板23a和第二集流系统25b的第一集流板23a'之间，并通过连接点72'连接到第二集流系统25b的第二集流板23b'。

第二组21b的电池单元连接在第二集流系统25b的第二集流板23b'和第一集流系统25a的第二集流板23b之间，并通过第一连接点71'连接到第一集流系统25a的第三集流板23c。

第三组21c的电池单元连接在第一集流系统25a的第三集流板23c和第二集流系统25b的第三集流板23c'之间，并通过第三连接点73'连接到第二集流系统25b的第四集流板23d'。

第四组21d的电池单元连接在第二集流系统25b的第四集流板23d'和第一集流系统25a的第四集流板23d之间，并连接到电池模块30的负极端子接片82。

此外，电池模块30的正极端子接片81连接到第一集流系统25a的第一集流板23a。因此，四个组21a、21b、21c和21d的电池单元在正极端子接片81和负极端子接片82之间串联连接。然而，本发明不限于此，四个组21a、21b、21c和21d可以以不同的方式连接。

作为一示例，电池模块可以包括48个电池单元，它们被分成具有16个电池单元的三个组，这三个组以3s16p构造连接(并联的16个单元和串联的3个单元)。

作为另一示例，电池模块可以包括被分成具有12个电池单元的四个组的48个电池单元，并且还可以包括用于连接电池单元以连接4s12p构造的电池单元的四个正极集流板和四个负极集流板。

然而，电池模块中的电池单元的数量不限于48个，可以使用其它构造。例如，4sxp构造(其中x表示并联连接的电池单元的数量)对于12v电池系统可以是理想的。

根据本发明的示例性实施方式，具有堆叠结构的集流系统可以防止电池模块中的相邻电池单元之间的热传递，从而减小与故障单元相邻的电池单元的温度上升。因此，可以防止热失控传播到相邻的电池单元并提高电池模块的安全性。

虽然已经参照本发明的特定实施方式具体显示并描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变而不脱离本发明的如由所附权利要求限定的范围。

<符号说明>

1：电池单元

1a、11a、21a、31a：第一组

1b、11b、21b、31b：第二组

1c、21c、31c：第三组

3a、13a、23a、23a'、33a：第一集流板

3b、13b、23b、23b'、33b：第二集流板

3c、23c、23c'、33c：第三集流板

4、10、20、30：电池模块

5、15：集流系统

25a、35a：第一集流系统

25b、35b：第二集流系统

17a、17a'、27a、37a：第一连接部

17b、17b'、27b、37b：第二连接部

17c、27c、37c：第三连接部

6b、6c：通孔

26a、36a：第一通孔

26b、36b：第二通孔

26c、36c：第三通孔

71、71'：第一连接点

72、72'：第二连接点

73'：第三连接点